DE1168656B

DE1168656B - Flow meter

Info

Publication number: DE1168656B
Application number: DEP27737A
Authority: DE
Inventors: David Magie Potter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-11-23
Filing date: 1961-08-19
Publication date: 1964-04-23
Also published as: US3238776A; CH395561A; GB986831A

Description

Durchflußmesser Die Erfindung bezieht sich auf Durchflußmesser für gasförmige und flüssige Durchflußmedien, insbesondere auf turbinenartige Durchflußmesser.Flow meters The invention relates to flow meters for gaseous and liquid flow media, especially on turbine-type flow meters.

Derartige Durchflußmesser sind im allgemeinen innerhalb einer Rohrleitung angeordnet und weisen einen mit Schaufeln versehenen Rotor auf, der in Lagerträgern derart befestigt ist, daß er sich relativ zu diesen Lagerträgern innerhalb eines beträchtlichen Bereiches in Flußrichtung und Gegenflußrichtung verschieben kann. Such flow meters are generally within a pipeline arranged and have a rotor provided with blades, which is in bearing supports is mounted so that it is relative to these bearing brackets within a Can move considerable area in the direction of flow and counterflow.

Die Lagerträger sind dabei entweder in der Zufluß- und Abflußseite der Rohrleitung stationär oder in dieser frei schwebend angeordnet. Der zuflußseitig gelegene Lagerträger ist als Abschirmung ausgebildet, die den gegen die Zuflußseite gerichteten Teil des Rotorkörpers im wesentlichen abschirmt. Der abflußseitige Lagerträger ist nach hinten zu kegelförmig ausgebildet, so daß sich ein im wesentlichen stromlinienförmiges Gebilde ergibt. The bearing supports are either in the inflow and outflow side the pipeline is arranged stationary or floating in it. The inflow side located bearing bracket is designed as a shield against the inflow side directed part of the rotor body essentially shields. The bearing bracket on the outflow side is designed to be conical towards the rear, so that a substantially streamlined Structure results.

Es ergibt sich nun die Tatsache, daß bei strömendem Durchflußmedium ein in Flußrichtung wirkender Axialdruck auf den Rotor ausgeübt wird. Um nun eine erhöhte Reibung sowie eine große Beanspruchung der Lager und damit eine Meßungenauigkeit auszuschließen, ist es notwendig, auf den Rotor einen in Gegenfluß wirkenden Axialdruck auszuüben. There is now the fact that when the flow medium is flowing an axial pressure acting in the direction of flow is exerted on the rotor. To now one increased friction and great stress on the bearings and thus a measurement inaccuracy to exclude, it is necessary to apply an axial pressure acting in counterflow to the rotor exercise.

Bei einer bekannten Ausführung dieser Art ist die Anordnung so getroffen, daß der maximale Durchmesser der Lagerträger größer als der maximale Durchmesser des Rotorkörpers ist, so daß also an der dem Rotorkörper zugewandten Seite des zuflußseitigen Lagerträgers ein Sog und an der dem Rotorkörper zugewandten Seite des abflußseitigen Lagerträgers ein Stau entsteht. Die Summe dieser beiden Kräfte ergibt'eine dem in Flußrichtung verlaufenden Axialdruck entgegenwirkende Kraft (deutsche Patentschrift 947 834). In a known embodiment of this type, the arrangement is made so that the maximum diameter of the bearing bracket is greater than the maximum diameter of the rotor body, so that on the side of the inflow side facing the rotor body Bearing carrier a suction and on the side facing the rotor body of the outflow side Storage carrier a jam occurs. The sum of these two forces gives the in Axial pressure counteracting the direction of flow (German patent 947 834).

Oder es wird, wie bei einer anderen bekannten Ausführung, ein Antifriktionslager verwendet, das von vornherein ein Minimum an Reibung bewirkt (britisches Patent 606278). Bei diesen bekannten Konstruktionen von Durchflußmessern ergeben sich jedoch im Ansprechen und in der Wirkungsweise einige Nachteile, sobald Durchflußmesser größerer Abmessungen verwandt werden oder viskose Durchflußmedien gemessen werden sollen. Die wesentlichsten dieser Nachteile sollen im folgenden skizziert werden: 1. Durch seine große Masse, hervorgerufen durch seine Länge, reagiert der Rotor nur langsam auf Anderungen der Durchflußgeschwindigkeit, und auf sehr kleine Durchflußgeschwindigkeiten spricht er gar nicht an. Or, as in another known design, it becomes an anti-friction bearing is used, which creates a minimum of friction from the start (British patent 606278). In these known constructions of flow meters, however, there are some disadvantages in response and in the mode of operation, as soon as flow meters larger dimensions are used or viscous flow media are measured should. The most important of these disadvantages are outlined below: 1. Due to its large mass, caused by its length, the rotor reacts slow to changes in flow rate, and to very low flow rates he doesn't speak at all.

2. Die große Umfangsfläche des Rotors ergibt einen unerwünscht großen Reibungswiderstand gegen Drehung, insbesondere bei viskosen Durchflußmedien, wodurch kein lineares Verhältnis zwischen der Rotationsgeschwindigkeit und der Durchflußgeschwindigkeit mehr besteht. 2. The large circumferential surface of the rotor results in an undesirably large one Frictional resistance to rotation, especially in the case of viscous flow media, whereby no linear relationship between the speed of rotation and the flow rate there is more.

3. Bei der Herstellung dieser Durchflußmesser bringt das Schaffen einer Gleichgewichtslage des Rotors um die Rotorachse auf seiner ganzen Länge Schwierigkeiten mit sich, insbesondere infolge der großen Rotorlänge. Jede Unwucht ergibt ein rhythmisches Fluktieren oder Pulsieren der Rotationsgeschwindigkeit, und eine Unwucht in der Nähe des einen oder anderen Endes des Rotors verursacht ein Schlagen des Rotors. Die Erzielung einer brauchbaren Auswuchtung ist bei der Länge des Rotors eine zeitraubende und mühsame Arbeit, die eine wesentliche Erhöhung der Herstellungskosten mit sich bringt. 3. Creation brings in the making of these flow meters an equilibrium position of the rotor around the rotor axis along its entire length difficulties with itself, especially as a result of the large rotor length. Every imbalance results in a rhythmic one Fluctuation or pulsation in the speed of rotation, and an imbalance in the Proximity to one end or the other of the rotor will cause the rotor to flap. Achieving a usable balance is time consuming given the length of the rotor and troublesome work that substantially increases the manufacturing cost brings.

4. Die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Einrichtung werden durch den großen Abrieb an den Lagerstellen wesentlich herabgesetzt, was wiederum eine Folge der großen Rotationsmasse und der nur schwierig zu erreichenden Auswuchtung ist. 4. The life and reliability of the facility will be through the large abrasion at the bearings is significantly reduced, which in turn is a Consequence of the large rotational mass and the balancing which is difficult to achieve is.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, diese eben geschilderten Nachteile zu beseitigen. It is now the object of the invention to address these disadvantages just described to eliminate.

Diese Aufgabe wird bei Durchflußmessern mit einem Leitungsstück und einem darin angeordneten, im wesentlichen zylindrischen und am Umfang mit Schaufeln versehenen Rotor, der stirnseitig zwischen zwei koaxial zum Rotor angeordneten Lagerträgern gelagert ist, deren innere Stirnseiten im Abstand von den benachbarten Rotorstirnseiten sind, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der abflußseitige Lagerkörper mindestens einen Längskanal hat, der in den Raum zwischen der Stirnseite dieses Lagerkörpers und der gegenüberliegenden Rotorstirnseite einmündet. Durch die Verwendung mindestens eines Längskanals in dem abflußseitigen Lagerkörper wird ein Zurückfließen des Durchflußmediums in den Raum zwischen der abflußseitigen Stirnseite des Rotors und der gegenüberliegenden, zuflußseitigen Stirnseite des Rotorlagerkörpers ermöglicht. Auf diese Weise wird ein Axialdruck in Gegenflußrichtung auf den Rotorkörper ausgeübt, der den Rotor dem ersten Lagerkörper zu und vom zweiten Lagerkörper weg drängt. Dieser erste Lagerkörper ist so beschaffen und angeordnet, daß er den auf den Rotor in Durchflußrichtung ausgeübten Axialdruck bis auf einen Wert begrenzt, der voll durch den geschilderten, in Gegenflußrichtung auf ihn ausgeübten Axialdruck ausgeglichen werden kann, und die Konstruktion und Anordnung ist so getroffen, daß eine durch Axialdrücke hervorgerufene Reibung zwischen dem Rotor und seinen Lagerelementen völlig ausgeschaltet ist. This task is performed with flowmeters with a pipe section and one arranged in it, essentially cylindrical and circumferentially with blades provided rotor, the front side between two coaxial to the rotor arranged bearing supports is stored, the inner end faces at a distance of the adjacent rotor end faces are achieved according to the invention in that the outflow-side bearing body has at least one longitudinal channel which extends into the space between the front side of this bearing body and the opposite rotor front side opens. By using at least one longitudinal channel in the bearing body on the outflow side there is a backflow of the flow medium into the space between the outflow side End face of the rotor and the opposite, inflow end face of the Rotor bearing body allows. In this way, there is an axial pressure in the counterflow direction exerted on the rotor body, which the rotor to the first bearing body and from the second Bearing body pushes away. This first bearing body is designed and arranged in such a way that that it exerts the axial pressure exerted on the rotor in the direction of flow except for one Limited value, which is fully exerted on him by the described, in the counterflow direction Axial pressure can be compensated, and the construction and arrangement is such that that a friction caused by axial pressures between the rotor and its Storage elements is completely switched off.

Eine vorteilhafte Konstruktion ergibt sich, wenn der Längskanal axial angeordnet ist. Ein derartiger Längskanal kann dann so ausgebildet sein, daß der abflußseitige Lagerkörper ein axiales Rohrstück aufweist, dessen inneres, über den Lagerkörper vorstehendes Ende zur Lagerung des Rotors dient. Dabei kann das Rohrstück einen Teil einer Lagerachse bilden, die in den Lagerkörpern befestigt ist und auf der der Rotor drehbar angeordnet ist. An advantageous construction results when the longitudinal channel is axial is arranged. Such a longitudinal channel can then be designed so that the Outflow-side bearing body has an axial pipe section, the inner of which over the Bearing body protruding end is used to support the rotor. The pipe section form part of a bearing axis which is fastened in the bearing bodies and on which the rotor is rotatably arranged.

Bei der Verwendung der verschiedenen Durchflußmedien ist es in vielen Fällen günstig, mehrere achsparallele Längskanäle vorzusehen. When using the various flow media it is in many Favorable cases to provide several axially parallel longitudinal channels.

Die Lagerkanäle beginnen vorteilhafterweise auf dem abnehmenden Teil des abflußseitigen Lagerkörpers, da hier der Durchflußquerschnitt wesentlich größer als unmittelbar am Rotor ist, und damit ein Druckabfall eintritt, der ein Zurückfließen des Durchflußmediums durch die Längskanäle in Gegenflußrichtung begünstigt. Eine günstige Konstruktion läßt sich dadurch erzielen, daß der zuflußseitige Lagerkörper in bereits bekannter Weise ebenfalls mindestens einen Längskanal aufweist. The storage channels advantageously begin on the decreasing part of the outflow-side bearing body, since the flow cross-section is much larger here than is directly on the rotor, and thus a pressure drop occurs that causes a backflow of the flow medium through the longitudinal channels in the opposite direction of flow. One A favorable construction can be achieved in that the bearing body on the inflow side likewise has at least one longitudinal channel in a known manner.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen eingebauten Durchflußmesser, Fig.2 einen Querschnitt gemäß Linie 2-2 der Fig. 1, Fig.3 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 durch eine zweite Ausführungsform des Durchflußmessers, F i g. 4 einen Längsschnitt entsprechend F i g. 1 durch eine dritte Ausführungsform des Durchflußmessers, F i g. 5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 der F i g. 4. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a built-in flow meter according to the invention, FIG. 2 shows a cross section along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 shows a longitudinal section Fig. 1 through a second embodiment of the flow meter, F i g. 4 is a longitudinal section according to FIG. 1 by a third embodiment of the flow meter, F i g. 5 shows a section along line 5-5 of FIG. 4th

F i g. 1 und 2 zeigen einen Durchflußmesser gemäß der Erfindung. Ein Rotor 10 hat einen Zylinderkörper 12 axial angeordnete, drehbare Lagerzapfen 14 und Schaufeln 16. Axial angeordnete Rotorlagerträger 18 und 20 sind an der Zufluß- bzw. Abfluß- seite vorgesehen und in bekannten Trägern 22 gehalten, die ringförmige Arme 24 aufweisen. Die Arme 24 greifen in Ringaussparungen ein, die innerhalb eines Teilstückes 26 einer Rohrleitung gebildet sind. F i g. 1 and 2 show a flow meter according to the invention. A rotor 10 has a cylinder body 12 axially arranged, rotatable bearing journals 14 and blades 16. Axially arranged rotor bearing carriers 18 and 20 are at the inflow or drainage side provided and held in known carriers 22, the annular Have arms 24. The arms 24 engage in annular recesses within a Section 26 of a pipeline are formed.

Jeder Rotorlagerträger ist mit einem Lager 27 zwecks Aufnahme eines der rotierenden Lagerzapfen 14 des Rotors 10 versehen. Der Rotor 10 ist in Axialrichtung beweglich gelagert, derart, daß er sich um ein beträchtliches Stück in Fluß- oder Gegenflußrichtung bis in eine Gleichgewichtsstellung bewegen kann, in der die auf ihn in Fluß- und Gegenflußrichtung wirkenden Kräfte einander aufheben.Each rotor bearing bracket is provided with a bearing 27 for receiving one the rotating journal 14 of the rotor 10 is provided. The rotor 10 is in the axial direction movably mounted in such a way that it is a considerable distance in river or river Can move counterflow to an equilibrium position in which the on forces acting in the direction of flow and counterflow cancel each other out.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat der zuflußseitig liegende erste Lagerträger 18 einen ziemlich langen stromlinienförmigen Trägerkörper. An seinem dem Rotor zu gerichteten Ende ist der Lagerträger 18 abgeflacht, und diese Fläche liegt der abgeflachten, der Zuflußseite zu gerichteten Stirnseite des Rotors 10 gegenüber und ist von dieser im Abstand angeordnet. As can be seen from Fig. 1, the first bearing bracket located on the inflow side 18 a fairly long streamlined support body. At his to the rotor facing end of the bearing bracket 18 is flattened, and this surface is the flattened, the inflow side to the facing end face of the rotor 10 opposite and is from this arranged at a distance.

Der erste Lagerträger 18 hat an diesem unteren Ende etwa den gleichen Durchmesser wie der Rotorkörper 12, aber mit zunehmender Entfernung vom Rotor nimmt er im Querschnitt symmetrisch ab. Zwar ist der erste Lagerträger 18 länglich ausgebildet, jedoch nicht annähernd so lang wie der an der Abflußseite angeordnete zweite Lagerträger 20. Dieser ist ebenfalls gegen den Rotorkörper 12 zu abgeflacht und liegt einer abgeflachten, der Abflußseite zu gerichteten Stirnseite des Rotorkörpers gegenüber. Auch bei dem zweiten Lagerträger 20 verringert sich der Querschnitt mit zunehmender Entfernung vom Rotor, wenn auch in weniger starkem Maße, als dies bei dem ersten Lagerträger 18 der Fall ist. Die beiden Lagerträger 18 und 20 bilden zusammen mit dem Rotorkörper eine mehrteilige, stromlinienförmige Baugruppe, die das Durchflußmedium ohne wesentlichen Widerstand durchströmen läßt, da ein relativ stumpfes Ende dieser Baugruppe der Zufluß. seite zu gerichtet ist.The first bearing bracket 18 has approximately the same at this lower end Diameter like the rotor body 12, but increases with increasing distance from the rotor it is symmetrical in cross section. Although the first bearing bracket 18 is elongated, but not nearly as long as the second bearing bracket located on the drain side 20. This is also flattened against the rotor body 12 and is one flattened face of the rotor body facing the discharge side. In the case of the second bearing bracket 20, too, the cross section decreases with increasing Distance from the rotor, albeit to a lesser extent than the first Bearing carrier 18 is the case. The two bearing brackets 18 and 20 form together with the rotor body is a multi-part, streamlined assembly that carries the flow medium Can flow through without significant resistance, since a relatively blunt end of this Assembly of the tributary. side is directed.

Der zweite Lagerträger 20 ist mit Bohrungen versehen, und in der Zeichnung ist eine Vielzahl von in gleichem Abstand voneinander angeordneten Axialbohrungen 28 dargestellt. Diese Bohrungen 28 beginnen an einem gegen die Abflußseite zu gelegenen Bereich der Rohrleitung, dessen Durchflußquerschnitt wesentlich größer als der unmittelbar am Rotor gelegene oder in der Nähe desselben befindliche Durchflußquerschnitt ist. Daher gestattet die Bohrung ein Fließen des Durchflußmediums in Gegenflußrichtung und führt dieses Medium in den Raum B zurück, der zwischen der dem Rotor zu gerichteten Stirnseite des zweiten Lagerträgers 20 und der der Abflußseite zu gerichteten Stirnseite des Rotorkörpers 12 vorhanden ist, und zwar unter einem wesentlich höheren Druck, als er in dem diesen Raum umgebenden Durchflußmedium herrscht, das mit relativ hoher Geschwindigkeit an dem Raum vorbeifließt. The second bearing bracket 20 is provided with bores, and in the The drawing is a plurality of axial bores arranged at the same distance from one another 28 shown. These holes 28 begin to be located against the drainage side Area of the pipeline whose flow cross-section is significantly larger than the immediate is located on the rotor or in the vicinity of the same flow cross-section. The bore therefore allows the flow medium to flow in the opposite direction and leads this medium back into the space B, which is between that directed to the rotor Front side of the second bearing bracket 20 and the front side facing the outflow side of the rotor body 12 is present, under a much higher pressure, than it prevails in the flow medium surrounding this space, that with a relatively high Speed past the room.

Daraus geht hervor, daß das zurückgeflossene Durchflußmedium aus dem zwischen dem Rotorkörper und dem zweiten Lagerträger liegenden Raum austritt und sich mit dem Hauptstrom vereinigt.This shows that the flow medium that has flowed back out of the Exits space lying between the rotor body and the second bearing bracket and unites with the main stream.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist der erste Lagerträger 18 an seinem Ende umfangsgleich mit dem Rotorkörper 12 und schützt dessen ganze, der Zuflußseite zu gerichtete Stirnseite gegen ein direktes Auftreffen des Durchflußmediums. In the described embodiment of the invention, the first is Bearing carrier 18 at its end is the same circumference as the rotor body 12 and protects it entire face facing the inflow side against direct impingement of the Flow medium.

Dennoch muß erheblichen, in Flußrichtung auftretenden Axialkräften entgegengewirkt werden, um in Flußrichtung ausgeübte Lageraxialkräfte und eine Axialdruckreibung auszuschalten. Diese Kräfte sind folgende: 1. Die axiale, durch den Strom auf die Rotorschaufeln ausgeübte Kräftekomponente, die von der Winkelstellung der Schaufeln relativ zur Achse der Rohrleitung und der Durchflußgeschwindigkeit abhängt; 2. der durch den Strom des Flußmediums auf die Umfangsfläche des Rotorkörpers ausgeübte Zug; 3. der durch den Flüssigkeitsdruck im Raum A zwischen dem Rotorkörper 12 und dem ersten Lagerträger 18 erzeugte Axialdruck in Flußrichtung. Dieser Flüssigkeitsdruck wird stets pro Flächeneinheit niedriger sein als der zwischen dem Rotorkörper 12 und dem zweiten Lagerträger 20 herrschende Druck; 4. das Auftreffen von Flüssigkeit auf die der Zuflußseite zu gerichteten Kanten der Rotorschaufeln 16 und jedes, ebenfalls in dieser Richtung gelegenen Ringrandes des Rotorkörpers 12.Nevertheless, there must be considerable axial forces occurring in the direction of flow be counteracted to in Bearing axial forces exerted in the direction of flow and to eliminate axial pressure friction. These forces are as follows: 1. The axial, Component of forces exerted by the flow on the rotor blades, which depends on the angular position of the blades relative to the axis of the pipeline and the flow rate depends; 2. that by the flow of the flow medium on the circumferential surface of the rotor body exercised train; 3. by the fluid pressure in space A between the rotor body 12 and the first bearing bracket 18 generated axial pressure in the direction of flow. This fluid pressure will always be lower per unit area than that between the rotor body 12 and the pressure prevailing at the second bearing bracket 20; 4. the impact of liquid to the edges of the rotor blades 16 facing the inflow side and each, likewise The annular edge of the rotor body 12 located in this direction.

Der Druck, der in dem zwischen dem Rotorkörper 12 und dem zweiten Lagerträger 20 befindlichen Raum B aufrechterhalten wird, stellt einen Kompromiß zwischen zwei Drücken dar, nämlich dem verhältnismäßig niedrigen Druck des den Raum umgebenden, durchfließenden Flußmediums und dem höheren Druck, der an den der Abfluß seite zu gerichteten Enden der Bohrungen 28 herrscht. Der in dem Raum B herrschende Druck hängt zum Teil von dem möglichen Kommunizieren des Ringraumes B mit den Bereichen ab, in denen die vorbeschriebenen Drücke herrschen. The pressure in the between the rotor body 12 and the second Bearing carrier 20 located space B is maintained, represents a compromise between two pressures, namely the relatively low pressure of the space surrounding, flowing through flow medium and the higher pressure to which the drain side facing ends of the bores 28 prevails. The one prevailing in room B. Pressure depends in part on the possible communication of annulus B with the areas in which the pressures described above prevail.

Das freie Kommunizieren des Raumes B mit den der Abflußseite zu gerichteten Enden der Bohrungen 28 wird durch die Zahl und Größe der Bohrungen bestimmt, doch erhöht sich die Kommunikation mit der den Raum B umgebenden Rohrleitungszone in dem Maße, in dem sich der Rotor der Zuflußseite zu bewegt und der Raum B erweitert wird, und ebenso nimmt sie bei Bewegung des Rotors der Abflußseite zu und bei Verengung des Raumes B ab. Daraus geht hervor, daß der im Raum B herrschende Druck und daher auch der Widerstand gegen eine Bewegung des Rotors 10 der Abflußseite zu bei Bewegung des Rotors gegen die Abfluß seite zunimmt und bei seiner Bewegung der Zufluß seite zu abnimmt. The free communication of space B with those facing the drain side Ends of the holes 28 is determined by the number and size of the holes, however communication with the pipeline zone surrounding room B increases in the extent to which the rotor moves towards the inflow side and space B expands and it also increases with movement of the rotor on the discharge side and with constriction of room B. This shows that the pressure prevailing in space B and therefore also the resistance to movement of the rotor 10 towards the discharge side upon movement of the rotor against the outflow side increases and in its movement the inflow side too decreases.

Da der Rotorkörper 12 durch den ersten Lagerträger 18 völlig gegen ein direktes Auftreffen des Durchflußmediums geschützt ist, müssen die Zahl und der Durchmesser der Bohrungen 28 begrenzt sein, und es ist erwünscht, daß der Rotor sich innerhalb eines verhältnismäßig großen Bereiches axial bewegen kann. Wäre der erste Lagerträger 18 an seinem breiten Ende von kleinerem Durchmesser, so daß ein Ringrand des Rotorkörpers 12 vor dem direkten Auftreffen des Durchflußmediums nicht geschützt wäre, so müßte der Durchmesser und/oder die Zahl der Bohrungen 28 vergrößert werden, und in diesem Fall wird ein kleinerer Bereich für die Axialbewegung des Rotors 10 genügen. Since the rotor body 12 by the first bearing bracket 18 completely against a direct impingement of the flow medium is protected, the number and the diameter of the bores 28 be limited, and it is desirable that the rotor can move axially within a relatively large range. Would be the first bearing bracket 18 at its wide end of smaller diameter, so that a Ring edge of the rotor body 12 before the direct impingement of the flow medium does not would be protected, the diameter and / or the number of holes 28 would have to be increased and in this case a smaller area for the axial movement of the Rotors 10 suffice.

Die Stellung, in der die in Gegenflußrichtung wirkenden Kräfte die Summe der vier oben geschilderten, in Flußrichtung wirkenden Kräfte aufheben, hängt von der Flußgeschwindigkeit ab, doch gibt es für jede Flußgeschwindigkeit eine Gleichgewichtslage, in der der Rotor von beiden Lagerträgern 18 und 20 ein beträchtliches Stück entfernt ist. The position in which the forces acting in the opposite direction of the flow The sum of the four above-mentioned forces acting in the direction of flow cancel out, depends depends on the flow velocity, but there is an equilibrium position for every flow velocity, in which the rotor is a considerable distance away from both bearing brackets 18 and 20 is.

Im Rotorkörper 12 ist ein permanenter Stabmagnet 30 untergebracht, der durch die Schaufeln 16 oder einen seiner sonstigen, aus leitendem Material bestehenden Teile in einer Aufnahmespule 32 Signalimpulse hervorruft, die entweder zwecks Bestimmung der Flußgeschwindigkeit gezählt oder zur Erzeugung einer Gleichspannung verwendet werden können, die proportional zur Drehzahl des Rotors und daher zur Flußgeschwindigkeit des Durchflußmediums ist. Beide Arten der Verwertung dieser Impulse sind bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung. Daher ist die Einrichtung zu ihrer Auswertung weder gezeigt noch beschrieben. A permanent bar magnet 30 is housed in the rotor body 12, that by the blades 16 or one of its other consisting of conductive material Parts in a take-up coil 32 causes signal pulses, either for the purpose of determination the flow velocity is counted or used to generate a DC voltage which can be proportional to the speed of the rotor and therefore to the flow velocity of the flow medium. Both types of utilization of these impulses are known and do not form part of the invention. Hence the facility is to evaluate them neither shown nor described.

Bei der erfindungsgemäßen, in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform entspricht der im Raum A herrschende Druck im wesentlichen dem seitlichen Druck der diesen Raum umgebenden Stromes des Durchlaufmediums, und zwar ohne Rücksicht auf eine etwaige Verbreiterung dieses Raumes. In the embodiment according to the invention, shown in FIGS. 1 and 2 the pressure prevailing in space A essentially corresponds to the lateral pressure of the flow of medium flowing around this space, regardless a possible widening of this space.

F i g. 3 zeigt eine Anordnung, bei der der Druck im Raum A bei Verengung dieses Raumes zunimmt und bei Erweiterung dieses Raumes abnimmt. Auf diese Weise ergibt sich automatisch bei Verengung des Raumes A ein progressiv ansteigender Widerstand gegen eine Bewegung des Rotors der Zuflußseite zu.F i g. 3 shows an arrangement in which the pressure in space A is constricted this space increases and decreases when this space is expanded. In this way When space A narrows, there is automatically a progressively increasing resistance against a movement of the rotor towards the inflow side.

Diese Anordnung entspricht derjenigen, bei der eine Verengung des Raumes B automatisch einen progressiv ansteigenden Widerstand gegen eine Bewegung des Rotors der Abflußseite zu bewirkt.This arrangement corresponds to that in which a narrowing of the Room B automatically creates a progressively increasing resistance to movement of the rotor causes the discharge side to.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 3 entspricht im wesentlichen derjenigen der Fig. 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet, jedoch mit dem Zusatz a, und die nachfolgende Beschreibung behandelt lediglich die unterschiedlichen Merkmale. The embodiment according to FIG. 3 essentially corresponds to that 1. The same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, but with the addition a, and the following description deals only with the different characteristics.

Der vergrößerte Teil des ersten Lagerträgers 18 a hat eine Reihe sich axial erstreckender kleiner Bohrungen 34. In dieser Ausführungsform stellt der im Raum A herrschende Druck einen Kompromiß zwischen dem Druck in dem den Raum A umgebenden Durchflußmedien einerseits und dem höheren, an den Einlaßenden der Bohrungen 34 herrschenden Druck andererseits dar. Dieser Druck hängt von der Kommunikationsmöglichkeit zwischen dem Raum A und den betreffenden Bereichen ab. Da die Kommunikationsmöglichkeit zwischen dem Raum A und den Einlaßenden der Bohrungen 34 festgelegt ist und die Kommunikationsmöglichkeit zwischen dem Raum A und dem umgebenden Bereich durch eine Bewegung des Rotors 10 a in Gegenflußrichtung verkleinert wird, vergrößert sich der im Raum A herrschende Druck bei Verengung dieses Raumes. The enlarged part of the first bearing bracket 18 a has a number axially extending small bores 34. In this embodiment the pressure prevailing in room A is a compromise between the pressure in that room A surrounding flow media on the one hand and the higher one at the inlet ends of the Bores 34, on the other hand, is the prevailing pressure. This pressure depends on the communication capability between room A and the relevant areas. Because the communication option is defined between the space A and the inlet ends of the bores 34 and the Opportunity to communicate between room A and the surrounding area through a Movement of the rotor 10 a is reduced in the counterflow direction, increases the pressure prevailing in space A when this space is narrowed.

Das Anbringen von Bohrungen im ersten Lagerträger 18 a vergrößert die Summe der in Flußrichtung auf den Rotor 10a ausgeübten Axialkräfte, und daher wird ein vergrößerter, ausgleichender, in Gegenflußrichtung wirkender Axialdruck erforderlich. Aus diesem Grunde sind die Bohrungen 28a größer und/oder zahlreicher als die Bohrungen 28 der F i g. 1, um die Kommunikationsmöglichkeit des Raumes B mit dem Bereich, in dem sich die Einlaßenden der Bohrungen 28a befinden, zu vergrößern. The drilling of holes in the first bearing bracket 18 a is enlarged the sum of the axial forces exerted on the rotor 10a in the direction of flow, and therefore becomes an enlarged, compensating axial pressure acting in the counterflow direction necessary. For this reason, the bores 28a are larger and / or more numerous than the bores 28 of FIG. 1 to enable communication in room B with the area in which the inlet ends of the bores 28a are located.

In anderen Worten, die Durchflußkapazität der Bohrungen 34 ist bei dieser Baugruppe stets kleiner als die der Bohrungen 28 a.In other words, the flow capacity of the bores 34 is at this assembly is always smaller than that of the holes 28 a.

Bei Bewegung des Rotors 10a gegen die Zuflußseite und von dem zweiten Lagerträger 20a auf den ersten Lagerträger 18a zu vermindert sich der im Raum B herrschende Druck, während der Druck im Raum A zunimmt, und umgekehrt vermindert sich bei Bewegung des Rotors der Abflußseite und vom ersten Lagerträger 18 a gegen den zweiten Lagerträger 20 a zu der im Raum A herrschende Druck, während der Druck im Raum B zunimmt. Wenn die Drücke in den Räumen A und B umgekehrt proportional zur Axialbewegung des Rotors sind wie in Fig. 3, wird die Schaffung einer Konstruktion erleichtert, bei der der Rotor zuverlässig gegen ein Auftreffen auf die Lagerträger 18 a oder 20a oder eine zu starke Annäherung an diese gesichert ist. When the rotor 10a moves towards the inflow side and from the second Bearing bracket 20a on the first bearing bracket 18a decreases in the im space B prevailing pressure, while the pressure in space A increases, and vice versa decreases when moving the rotor of the discharge side and from the first bearing bracket 18 a against the second bearing bracket 20 a to the pressure prevailing in space A, while the pressure increases in space B. If the pressures in spaces A and B are inversely proportional for axial movement of the rotor are as in Fig. 3, creating a structure facilitated in which the rotor is reliable against hitting the bearing bracket 18 a or 20a or too close proximity to them is assured.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die in Flußrichtung und Gegenflußrichtung axial auf den Rotor wirkenden Kräfte sich im umgekehrten Verhältnis ändern, wenn sich der Rotor der Zuflußseite bzw. der Abflußseite zu bewegt. Hier sind die in beiden Richtungen wirkenden Axialdrücke wesentlich stärker als bei den beiden vorbeschriebenen Anordnungen. Fig. 4 shows a further embodiment in which the in the flow direction Forces acting axially on the rotor in the opposite direction of flow are inversely related change when the rotor moves towards the inflow or outflow side. here the axial pressures acting in both directions are much stronger than with the both of the above-described arrangements.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 4 entspricht im wesentlichen denjenigen der F i g. 1, 2 und 3. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen. jedoch mit dem Zusatz b versehen, und die nachfolgende Beschreibung behandelt lediglich die unterschiedlichen Merkmale. The embodiment according to FIG. 4 essentially corresponds to that the F i g. 1, 2 and 3. Identical parts are given the same reference numerals. but with the addition b, and the following description deals only with the different characteristics.

In Fig. 4 sind die beiden Lagerträger 18 b und 20 b stationär in der Rohrleitung 26 b durch eine Haltevorrichtung 22b gehalten, und zwar in diesem Fall an ihren kegelförmig abgeschrägten Teilen. Die Haltevorrichtung weist zu diesem Zweck im gleichen Abstand angeordnete, sich radial erstreckende Arme 36 auf. Die Lagerträger sind durch eine zusammengesetzte Welle 38 verbunden, die sie beide tragen, und zwar besteht die Welle 38 aus einem massiven Teilstück 40 und einem hohlen Teilstück 42. Das massive Teilstück 40 erstreckt sich durch den Lagerträger 18 b hindurch. während das hohle Teilstück 42 eine Bohrung des zweiten Lagerträgers 20b durchdringt. Die Verbindungsstelle der Teilstücke 40 und 42 ist von einer Lagerbuchse 44 umgeben, an der sie beide befestigt sind. Der Rotor 10 b ist derart auf der Lagerbuchse 44 gelagert, daß er frei in axialer Richtung relativ zur Lagerbuchse verschiebbar ist. In Fig. 4, the two bearing brackets 18 b and 20 b are stationary in the pipeline 26b held by a holding device 22b, in this Fall on their tapered parts. The holding device points to this Purpose equally spaced, radially extending arms 36 on. the Bearing brackets are connected by a composite shaft 38 which they both carry, namely, the shaft 38 consists of a solid section 40 and a hollow section 42. The massive section 40 extends through the bearing bracket 18b. while the hollow section 42 penetrates a bore of the second bearing bracket 20b. The connection point of the sections 40 and 42 is surrounded by a bearing bush 44, to which they are both attached. The rotor 10 b is in this way on the bearing bush 44 stored so that it is freely displaceable in the axial direction relative to the bearing bush.

Das hohle Teilstück 42 der Welle ist in Höhe des Ringraumes B mit einer Vielzahl von in gleichmäßigem Abstand angeordneten Wandöffnungen 46 versehen, von denen in F i g. 4 eine dargestellt ist. Das hohle Teilstück 42 verbindet den Ringraum B mit einem Bereich der Rohrleitung, in dem der volle Querschnitt der Rohrleitung für den Durchfluß zur Verfügung steht. Der Druck am Einlaßende des hohlen Teilstückes 42 ist daher hoch und ist in Kommunikation mit dem Raum B. Eine Kommunikation des Raumes B mit dem den Raum B umgebenden Bereich der Rohrleitung wird durch einen kegeligen Ringflansch 48 eingeschränkt, der am Lagerträger 20b angebracht ist und sich gegen den Rotorkörper 12 b zu erstreckt. The hollow section 42 of the shaft is at the level of the annular space B with a plurality of evenly spaced wall openings 46 provided, of those in FIG. 4 is shown. The hollow section 42 connects the Annular space B with an area of the pipeline in which the full cross-section of the pipeline for the flow is available. The pressure at the inlet end of the hollow section 42 is therefore high and is in communication with room B. A communication of the Space B with the area of the pipeline surrounding space B is through a conical annular flange 48 which is attached to the bearing bracket 20b and extends against the rotor body 12 b.

Dieser Flansch 48 hat die folgenden Vorteile: 1. Er gestattet das Anbringen ziemlich großer Öffnungen 46, die stets weit geöffnet sind, auch wenn die Weite des Austrittsraumes zwischen dem Flansch 48 und dem Rotor 12 b wesentlich kleiner als der Durchmesser dieser Öffnungen ist. This flange 48 has the following advantages: 1. It allows that Providing fairly large openings 46, which are always wide open, even if the width of the exit space between the flange 48 and the rotor 12 b is essential is smaller than the diameter of these openings.

2. Er schafft einen vergrößerten Strömungsbereich im Hauptteil des Raumes B, wodurch verhindert wird, daß sich bei hohen Drehzahlen des Rotors große radiale Flußgeschwindigkeiten in diesem Raume bilden, wodurch eine wesentliche Reduktion des in Gegenflußrichtung wirkenden Druckes des Durchflußmediums gegen den Rotorkörper 12 b verhindert wird. 2. It creates an enlarged flow area in the main part of the Room B, which prevents is that large at high speeds of the rotor Radial flow velocities form in this space, whereby a substantial reduction the pressure of the flow medium acting in the counterflow direction against the rotor body 12 b is prevented.

3. Er bewirkt, daß stets eine Restmenge des Durchflußmediums innerhalb des Flansches zurückbleibt, was bei gasförmigen Durchflußmedien besonders vorteilhaft ist. denn dadurch werden plötzliche oder ruckartige Bewegungen des Rotors 10 b als Reaktion auf plötzliche oder kurzzeitige Fluktuationen der Durchflußbedingungen ausgeschaltet. 3. It ensures that there is always a residual amount of the flow medium within of the flange remains, which is particularly advantageous in the case of gaseous flow media is. because as a result, sudden or jerky movements of the rotor 10 b as Response to sudden or momentary fluctuations in flow conditions switched off.

4. Er lenkt das ausfließende Durchflußmedium gegen den Rotorkörper ab und zwingt es durch einen verhältnismäßig engen Durchgang hindurchzuströmen, wodurch eine Auftreffkraft des Durchflußmediums gegen den direkt gegenüber dem Flansch liegenden Rotorkörper entsteht, die bei Verengung des Ausgangs beträchtlich zunimmt. 4. It directs the flowing medium against the rotor body and forces it to flow through a relatively narrow passage, whereby an impact force of the flow medium against the directly opposite the flange lying rotor body arises, which increases considerably when the exit is narrowed.

5. Er setzt eine durch viskose Medien verursachte Bremskraft zwischen dem Rotor und den Lagerträgern dadurch herab, daß zwischen diesen ein Durchflußmedium von beträchtlicher Breite verbleibt. 5. It intervenes a braking force caused by viscous media the rotor and the bearing brackets down in that a flow medium between them of considerable width remains.

6. Da die Kommunikation zwischen dem Raum B und der den Rotor umgebenden Niederdruckzone beschränkt wird, wird eine völlige Entleerung des Raumes B bei hohen Drehzahlen verhindert, was bei Verwendung von Gasen als Durchflußmedien besonders wichtig ist. 6. As the communication between the space B and the one surrounding the rotor Low pressure zone is limited, a complete emptying of space B at high Rotational speeds are prevented, which is particularly important when using gases as flow media important is.

Der maximale Durchmesser des ersten Lagerträgers 18 b ist wesentlich kleiner als der Durchmesser des Rotorkörpers, so daß ein beträchtlicher Ringrand des Rotorkörpers dem vollen, direkten Auftreffen des Durchflußmediums ausgesetzt ist, wenn der Rotor nahe seiner Endstellung bei Bewegung in Gegenflußrichtung ist. Wenn sich der Rotor in Flußrichtung vom Lagerträger 18 b weg verschiebt, trifft das durch den Lagerträger nach außen abgelenkte Medium direkt gegen eine sich progressiv verengende Randzone des Rotorkörpers auf und übt daher eine abnehmende Auftreffkraft auf den Rotorkörper aus. The maximum diameter of the first bearing bracket 18 b is essential smaller than the diameter of the rotor body, so that a considerable ring edge of the rotor body exposed to the full, direct impact of the flow medium is when the rotor is near its end position when moving in the counterflow direction. When the rotor moves in the flow direction away from the bearing bracket 18 b, hits the medium deflected outward by the bearing support directly against a progressive narrowing edge zone of the rotor body and therefore exerts a decreasing impact force on the rotor body.

Daraus folgt, daß der in Flußrichtung auf den Rotorkörper 12 b ausgeübte Druck progressiv zunimmt, und progressiv abnimmt, wenn sich der Rotor in Flußrichtung bewegt, während der in Gegenflußrichtung ausgeübte Druck gegen den Rotorkörper progressiv zunimmt, wenn sich der Rotor in Flußrichtung bewegt, und abnimmt, wenn sich der Rotor in Gegenflußrichtung bewegt.It follows that the exerted on the rotor body 12 b in the flow direction Pressure increases progressively, and progressively decreases as the rotor moves in the direction of flow moves, while the pressure exerted in the counterflow direction against the rotor body progressively increases when the rotor moves in the direction of flow and decreases when the Rotor moved in the counterflow direction.

Der erste Lagerträger 18 b ist mit einem kegeligen Ringflansch 50 versehen, der dem Flansch 48 ähnlich ist. Dieser Flansch vergrößert das Volumen des im Raum B zurückgehaltenen Durchflußmediums. Dieses Merkmal ist bei gasförmigen Durchflußmedien von besonderem Vorteil, und zwar aus den im Zusammenhang mit dem Flansch 48 geschilderten Gründen. The first bearing bracket 18 b has a conical annular flange 50 which is similar to the flange 48. This flange increases the volume of the flow medium retained in space B. This characteristic is with gaseous Flow media of particular advantage, namely from those in connection with the Flange 48 for the reasons described.

Claims

Claims: 1. Flow meter with a line piece and a arranged therein, substantially cylindrical and provided with blades on the circumference Rotor, the end face between two arranged coaxially to the rotor Bearing supports is stored, the inner end faces at a distance from the neighboring Rotor front sides are characterized by the fact that the bearing body on the outflow side has at least one longitudinal channel into the space between the end face of this Bearing body and the opposite rotor face opens.

2. Flow meter according to claim 1, characterized in that the Longitudinal channel is arranged axially.

3. Flow meter according to claim 2, characterized in that the Outflow-side bearing body has an axial pipe section, the inner of which over the Bearing body protruding end is used to support the rotor.

4. Flow meter according to claim 3, characterized in that the Pipe section forms part of a bearing axis which is fastened in the bearing bodies and on which the rotor is rotatably arranged.

5. Flow meter according to one of the preceding claims, characterized marked, that at least one, preferably several axially parallel longitudinal channels are provided.

6. Flow meter, in which at least the outflow-side bearing body on its part adjacent to the rotor in the cross-section of its bearing end is reduced, according to claim 5, characterized in that the longitudinal channel or channels on the decreasing Begin part of the outflow-side bearing body.

7. Flow meter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the bearing bodies at their end faces towards the rotor end faces have directed edge flanges.

8. Flow meter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the inflow-side bearing body also has at least one longitudinal channel having.

Documents considered: German Patent No. 947 834; British Patent No. 606,278; U.S. Patent No. 2683 224.